论文主要基于斯托克斯矢量-米勒矩阵方法和蒙特卡罗算法,仿真偏振光在不同散射系统(包括单分散和多分散体系研究)中传输,重点探讨偏振光在多种因素影响下的传输特性,如入射波长、粒子尺寸、粒子折射率和入射光偏振态等。同时,系统分析偏振光在散射介质中传输的一般规律,并通过这种规律反演散射介质中粒子的组成。主要研究内容如下:(1)光波的散射机理和偏振特性。本文主要介绍并分析两种常见的散射理论——瑞利散射和米氏散射理论——之间的区别和联系。同时,分析由散射导致的偏振现象,对光波的偏振特性作出物理解释,并在此基础上进一步给出光波偏振态的几种表示方法。最后,为了实现偏振光在散射系统中传输,我们详细地介绍了蒙特卡罗算法的实现步骤。(2)探究偏振光在散射介质中的偏振态演变。基于蒙特卡罗光线追踪技术,仿真偏振光在单分散和多分散介质中的偏振态演变。仿真结果表明,偏振光在米氏散射环境中传输要经历更多次散射事件,而在瑞利散射环境则相反。同时,基于瑞利散射和米氏散射理论,分析圆偏振光和线偏振光在不同散射介质中的散射过程差异。此外,通过了解入射偏振光和散射介质的相互作用机制,可以对生物组织的退偏作出进一步分析。(3)偏振光在病变组织中的传输特性。深入探讨偏振光在病变组织中的传输特性,并比较偏振光在健康区域和病变区域的传输特性差异。仿真结果表明,偏振光在健康区域和病变区域存在不同的光强和偏振度分布。除此之外,偏振光在散射介质中的传输距离与散射介质厚度成反比关系。(4)偏振光的多光谱特性。通过研究偏振光在不同分散体系中的多光谱特性,探究波长对偏振光穿透性能的影响,从而得出偏振光在散射介质中传播的最佳传输波长。仿真结果表明偏振光在红外波段内有很好的穿透特性。